3D-DSA三維重建聯(lián)合TCD評(píng)估Willis環(huán)變異及血流動(dòng)力學(xué)改變對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形成和破裂出血的影響.pdf

1、研究背景和目的:
　　 顱內(nèi)動(dòng)脈瘤(intracranialaneurysm，IA)是顱內(nèi)動(dòng)脈管壁的異常膨出，是造成蛛網(wǎng)膜下腔出血(subarachnoidhemorrhage，SAH)的首位病因，在腦血管疾病病因中位居第3位。研究顯示，顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的發(fā)病率為3.6％-6％，破裂率（占動(dòng)脈瘤人群）為1％-3％，其死亡率和致殘率占腦血管病死亡患者的22％-25％，并呈一個(gè)逐漸遞增的趨勢(shì)。動(dòng)脈瘤破裂首次出血的死亡率約為15％-50％，

2、未及時(shí)診治2年內(nèi)的死亡率達(dá)75％-85％，50％以上的破裂動(dòng)脈瘤存活者遺留有肢體癱瘓等嚴(yán)重殘疾，嚴(yán)重影響了患者的日常生活能力。如何準(zhǔn)確獲取動(dòng)脈瘤形成的危險(xiǎn)因素、評(píng)估動(dòng)脈瘤的破裂風(fēng)險(xiǎn)，為臨床預(yù)防和治療決策提供理論依據(jù)顯得尤為重要。
　　 動(dòng)脈瘤的發(fā)病機(jī)制尚不十分清楚。研究表明，顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的形成受多種因素影響，常見(jiàn)的病因主要有:血流動(dòng)力學(xué)因素引起的血管退變、動(dòng)脈粥樣硬化、潛在的血管病變、先天或后天導(dǎo)致的Willis環(huán)變異以及高流狀態(tài)

3、，其他病因還包括外傷、感染、腫瘤、藥源性等。
　　 總體來(lái)講，影響顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形成的原因主要分為先天性遺傳和后天性血管壁退變兩類。而其破裂出血多與年齡、高血壓、動(dòng)脈瘤大小、位置以及血流動(dòng)力學(xué)改變等因素密切相關(guān)。
　　 目前，對(duì)于顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形成和破裂出血的危險(xiǎn)因素的研究更多的還是集中在腦動(dòng)脈形態(tài)學(xué)和計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(computationalfluiddynamics，CFD)對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤血流動(dòng)力學(xué)信息的三維數(shù)值模擬的研究上。

4、但是，單純的數(shù)字減影血管造影(digitalsubtractionangiography,DSA)技術(shù)難以獲得影響動(dòng)脈瘤形成和破裂出血的動(dòng)態(tài)因素參數(shù)。此外，雖然CFD對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)信息的三維數(shù)值模擬重建使得復(fù)雜的流體力學(xué)簡(jiǎn)單化，但是由于模擬研究都基于一定的假設(shè)，忽略了動(dòng)脈瘤的重力、位置、瘤壁的真實(shí)厚度等因素的影響，存在不合理性的問(wèn)題，過(guò)多的假設(shè)會(huì)影響CFD模型結(jié)果的可靠性，甚至產(chǎn)生不正確的結(jié)果。本研究基于上述研究方法的不足，采

5、用三維數(shù)字減影血管造影(Three-dimensionaldigitalsubtractionangiography,3D-DSA)及三維圖像重建觀察顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的位置、形態(tài)、載瘤動(dòng)脈曲度，判斷有無(wú)大腦動(dòng)脈環(huán)（Willis環(huán)）變異以及A1優(yōu)勢(shì)征，測(cè)量動(dòng)脈瘤大小、瘤頸橫截面積、載瘤動(dòng)脈內(nèi)徑、雙側(cè)的大腦前動(dòng)脈A2段起始部夾角以及動(dòng)脈瘤長(zhǎng)軸方向與載瘤動(dòng)脈所成的角度（動(dòng)脈瘤傾斜角），計(jì)算動(dòng)脈瘤體頸比(sizeratio，SR)、瘤頸橫截面積與載瘤

6、動(dòng)脈直徑比(aneurysmalneckarea/diameterofparentartery,AD);同時(shí)采用經(jīng)顱多普勒(Transcranialcolor-codedduplex，TCD)檢測(cè)顱內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，計(jì)算切應(yīng)力(wallshearstress，WSS)和環(huán)壁張力大小，從影像學(xué)和血流動(dòng)力學(xué)角度分析Willis環(huán)變異度及顱內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)改變對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形成和破裂出血的影響，為顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的預(yù)防提供理論依據(jù)，指導(dǎo)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤的治療決

7、策。
　　 第一部分:（第二章）顱內(nèi)單發(fā)動(dòng)脈瘤形成的危險(xiǎn)因素分析
　　 目的:探討顱內(nèi)單發(fā)動(dòng)脈瘤的性別和年齡分布情況，采用3D-DSA三維重建聯(lián)合TCD檢查從影像學(xué)和血流動(dòng)力學(xué)角度分析Willis環(huán)變異度及顱內(nèi)血流動(dòng)力學(xué)改變對(duì)顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形成的影響，為顱內(nèi)動(dòng)脈瘤高危人群的篩查提供理論依據(jù)。
　　 方法:選擇2010年11月-2011年11月南方醫(yī)科大學(xué)珠江醫(yī)院神經(jīng)外科住院部收治的所有經(jīng)DSA檢查證實(shí)的顱內(nèi)單發(fā)動(dòng)脈瘤

8、患者223例，同時(shí)選取同時(shí)間段所有行DSA檢查結(jié)果陰性的118例患者作為對(duì)照。分析顱內(nèi)單發(fā)動(dòng)脈瘤的性別、年齡分布情況，同時(shí)根據(jù)3D-DSA及三維重建圖像分析血流動(dòng)力學(xué)方面的特征，判斷A1優(yōu)勢(shì)征以及Willis環(huán)變異情況。對(duì)所有影響顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形成的因素進(jìn)行Logistic回歸分析，探討顱內(nèi)單發(fā)動(dòng)脈瘤形成的危險(xiǎn)因素。變量入選的標(biāo)準(zhǔn)基于既往已經(jīng)確定的對(duì)動(dòng)脈瘤形成有關(guān)的重要因素（如高血壓等），現(xiàn)知的影響血管生理性形態(tài)的流行病學(xué)因素（如性別、年齡

9、等），以及已知的可能影響動(dòng)脈瘤形成的血流動(dòng)力學(xué)因素（如Willis環(huán)變異、A1優(yōu)勢(shì)征等）。同時(shí)，對(duì)于發(fā)病率高、受血流動(dòng)力學(xué)因素影響最明顯的AcoA動(dòng)脈瘤患者行TCD檢查，獲取血流動(dòng)力學(xué)參數(shù)，并計(jì)算切應(yīng)力、環(huán)壁張力大小，根據(jù)3D-DSA及三維重建圖像測(cè)量雙側(cè)大腦前動(dòng)脈A2段起始部夾角，通過(guò)繪制ROC曲線和Logistic回歸分析綜合評(píng)估Willis環(huán)變異及血流動(dòng)力學(xué)改變對(duì)AcoA動(dòng)脈瘤形成的影響。
　　 結(jié)果:動(dòng)脈瘤組和對(duì)照組在性

10、別分布、年齡上比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0.05;P＞0.05)。但從動(dòng)脈瘤組患者發(fā)病的性別分布來(lái)看，女性偏多，占到了58.74％(131/223);在動(dòng)脈瘤組中，年齡＞60歲為動(dòng)脈瘤發(fā)病的高峰期，占到61.44％(43/118)，40-60歲為第二高峰期，占到了30.94％(67/118)，相比之下，40歲以前動(dòng)脈瘤的發(fā)病率僅為7.52％(8/118)。不論是動(dòng)脈瘤組還是對(duì)照組，Willis前環(huán)變異的發(fā)生率均高于Willis后環(huán)變異

11、的發(fā)生率;A1優(yōu)勢(shì)征（Willis前環(huán)變異）的發(fā)生率左側(cè)均明顯大于右側(cè)，這一特征同樣存在于AcoA動(dòng)脈瘤中。性別(OR2.360，95％CI1.138～4.892，P=0.021)、高血壓Ⅱ級(jí)(OR3.294，95％CI1.246～8.711，P=0.016)、空腹血糖(6.1＜FBG＜11.1mmol/L)(OR63.759，95％CI2.219～20.591，P=0.001)和Willis環(huán)變異(OR27.326，95％CI9.01

12、9～82.789，P=0.000)是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤形成的危險(xiǎn)因素;年齡（＜40歲）(OR0.028，95％CI0.59～0.739，P=0.002)是顱內(nèi)單發(fā)動(dòng)脈瘤形成的保護(hù)性因素。對(duì)于AcoA動(dòng)脈瘤而言，性別(OR5.067，95％CI1.011～25.403，P=0.048)、高血壓Ⅱ級(jí)(OR6.6734，95％CI1.023～43.501,P=0.047)、Willis環(huán)變異(OR14.152,95％CI1.006～199.012,P

13、=0.049)和A1優(yōu)勢(shì)征(OR25.048，95％CI1.438～436.337，P=0.027)是顱內(nèi)AcoA動(dòng)脈瘤形成的危險(xiǎn)因素;空腹血糖正常的糖尿病(OR0.061，95％CI0.005～0.689，P=0.024)、切應(yīng)力(OR0.053，95％CI0.011～0.249，P=0.000)和雙側(cè)大腦前動(dòng)脈A2段起始部夾角(OR0.037，95％CI0.007～0.211，P=0.000)是顱內(nèi)單發(fā)AcoA動(dòng)脈瘤形成的保護(hù)性因素

14、。年齡、雙側(cè)大腦前動(dòng)脈A2段起始部夾角大小以及切應(yīng)力大小對(duì)于判斷AcoA動(dòng)脈瘤形成有顯著意義(P=0.020;P=0.000;P=0.000)，年齡越接近62.5歲，夾角越接近104.9250度、切應(yīng)力越接近9.3050dyne/cm2，AcoA動(dòng)脈瘤形成的可能性也越大。
　　 結(jié)論:不論是動(dòng)脈瘤組還是對(duì)照組，Willis前環(huán)變異的發(fā)生率均高于Willis后環(huán)變異的發(fā)生率;A1優(yōu)勢(shì)征（Willis前環(huán)變異）的發(fā)生率左側(cè)均明顯大于

15、右側(cè)，A1優(yōu)勢(shì)征存在明顯左側(cè)優(yōu)勢(shì)傾向。女性、高血壓Ⅱ、空腹血糖(6.1＜FBG＜11.1mmol/L)以及Willis環(huán)變異是顱內(nèi)單發(fā)動(dòng)脈瘤形成的危險(xiǎn)因素;年齡小于40歲的人群較少發(fā)生顱內(nèi)動(dòng)脈瘤。性別、高血壓Ⅱ級(jí)、Willis環(huán)變異和A1優(yōu)勢(shì)征是AcoA動(dòng)脈瘤形成的危險(xiǎn)因素;空腹血糖正常的糖尿病、切應(yīng)力和雙側(cè)到腦前動(dòng)脈A2段起始部夾角是顱內(nèi)單發(fā)AcoA動(dòng)脈瘤形成的保護(hù)性因素。年齡、雙側(cè)大腦前動(dòng)脈A2段起始部夾角大小以及切應(yīng)力大小與Aco